Лептотена стадия
Стадия лептотены , также известная как лептонема, является первой из пяти подстадий профазы I во время мейоза , специализированного деления клеток, которое уменьшает количество хромосом вдвое для образования гаплоидных гамет у организмов, размножающихся половым путем.
Терминология
[ редактировать ]Термин «лептонема» происходит от греческих слов, означающих «тонкие нити». [1] : 27 Клетка, которой суждено стать гаметой, вступает в стадию лептотены после того, как ее хромосомы удваиваются во время интерфазы.
Хромосомная конденсация
[ редактировать ]На стадии лептотены дуплицированные хромосомы, каждая из которых состоит из двух сестринских хроматид, конденсируются из диффузного хроматина в длинные тонкие нити, которые более заметны внутри нуклеоплазмы (содержимого ядра). Хромосомы становятся видимыми в виде тонких нитевидных структур, известных как лептонема, под световым микроскопом. [1] : 27 [2] : 353
Каждая хромосома состоит из двух одинаковых сестринских хроматид, скрепленных по всей длине белками-когезинами, соединенными в центромерной области. По мере конденсации хромосом ядерная оболочка начинает фрагментироваться, а ядрышко распадается, поскольку клетка готовится к делению.
Прикрепление хромосом и формирование букета
[ редактировать ]На этом этапе хромосомы прикрепляются своими концами (теломерами) к внутренней мембране ядерной оболочки. При переходе на стадию зиготены теломеры обычно агрегируются на участке ядерной оболочки, образуя тем самым структуру «мейотического букета». [3]
Инициация синапса
[ редактировать ]Ключевым событием является инициация синапса между гомологичными хромосомами, которые несут одну и ту же генетическую информацию, но могут иметь разные аллельные вариации. Гомологичные хромосомы начинают спариваться и ассоциироваться по своей длине, чему способствуют латеральные (осевые) элементы белковой структуры синаптонемного комплекса, образующейся между гомологами. [4]
Синаптонемный комплекс состоит из двух латеральных элементов, связанных с каждым гомологом, и центральной области, где они удерживаются вместе. Когда начинается синапсис, хромосомы принимают более расширенную конфигурацию, открывая ДНК для спаривания.
Генетическая рекомбинация
[ редактировать ]На стадии лептотена также начинается генетическая рекомбинация между гомологами. Это включает в себя запрограммированные двухцепочечные разрывы ДНК и их восстановление для создания кроссинговеров между несестринскими хроматидами гомологичных пар.
Белки, подобные SPO11, генерируют разрывы, а белки обмена цепей, такие как RAD51 и DMC1, способствуют восстановлению и обмену генетического материала. Рекомбинация продолжается через зиготену по мере завершения синапса, создавая новое генетическое разнообразие. [5]
Реакция на повреждение ДНК
[ редактировать ]Исследования мейоза самцов мышей показали, что после лечения, повреждающего ДНК, такого как гамма-облучение, возникают два типа реакций восстановления в зависимости от стадии мейоза: [5]
- От лептотены до ранней пахитены экзогенное повреждение ДНК вызывает широкое присутствие репарационного белка gammaH2AX в ядре, связанного с гомологичной рекомбинационной репарацией, опосредованной DMC1 и RAD51.
- От средней пахитены к диплотене преобладающий путь репарации смещается в сторону негомологичного соединения концов.
Переход
[ редактировать ]За лептотеной следует стадия зиготены , когда синапсис между гомологичными хромосомами развивается дальше и хромосомы продолжают конденсироваться. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Снустад, ДП; Симмонс, MJ (декабрь 2008 г.). Принципы генетики (5-е изд.). Уайли. ISBN 978-0-470-38825-9 .
- ^ Кребс, Дж. Э.; Гольдштейн, ЕС; Килпатрик, ST (ноябрь 2009 г.). Гены X Левина (10-е изд.). Джонс и Барлетт Обучение. ISBN 978-0-7637-6632-0 .
- ^ Шертан, Х. (2001). «Букет сводит концы с концами». Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология . 2 (8): 621–627. дои : 10.1038/35085086 . ПМИД 11483995 . S2CID 32376282 .
- ^ Ллано, Э.; Пендас, AM (2023). «Синаптонемный комплекс в биологии и заболеваниях человека» . Клетки . 12 (13): 1718. doi : 10.3390/cells12131718 . ПМЦ 10341275 . ПМИД 37443752 .
- ^ Перейти обратно: а б Энгита-Марруедо А., Мартин-Руис М., Гарсия Е., Хиль-Фернандес А., Парра М.Т., Вьера А., Руфас Х.С., Пейдж J (январь 2019 г.). «Переход от мейоза к соматическому ответу на повреждение ДНК на стадии пахитены мейоза мышей» . ПЛОС Генет . 15 (1): e1007439. дои : 10.1371/journal.pgen.1007439 . ПМК 6358097 . PMID 30668564 .
- ^ «Стадия лептотены — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 15 февраля 2024 г.